CN105541080A - 一种污泥干化机及干化方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种污泥干化机及干化方法。所述污泥干化机包括环形中空腔体，所述腔体的底面作为布料盘，并且被设置为相对于所述腔体的侧壁和顶部进行水平转动，在所述腔体的侧壁上设置有污泥出料口，所述腔体还设有干化烟气出口、污泥进料口，其中，所述干化烟气出口设在所述腔体的顶部且位于所述污泥进料口的附近；驱动装置，所述驱动装置设置在所述布料盘的下方，用于驱动布料盘转动；辐射加热装置，所述辐射加热装置设置在所述腔体的内部，固定在所述腔体的侧壁上并且被设置成与所述布料盘平行。本发明解决了含砂量大污泥对装置严重磨损问题；且在干化过程中不产生大量粉尘，不存在爆炸危险，无需控制炉内含氧量；以及不存在堵塞卡死的问题。

Description

一种污泥干化机及干化方法

技术领域

本发明涉及一种污泥干化机及干化方法，属于固体废弃物资源化处理技术领域。

背景技术

污泥是一类含水率极高的固体有机废弃物，即使是经过浓缩、离心等预处理的污泥其含水率也在80％左右。污泥的处理一般包括前端的干化处理和终端处置，终端处置技术如污泥填埋要求含水率60％以下，污泥焚烧要求含水率40％左右。因此无论采用何种终端处置技术，其技术的关键点都在于前端如何能够简单、高效、节能的脱除污泥中的水分以使原料适应最终的处置要求。

目前污泥干化主要采用热干化技术，但存在如下问题：(1)我国污泥含砂量较高，污泥原料在运动过程中对装置的磨损严重；(2)污泥干化由于含水率在50％左右的区间内存在粘滞区，极易粘连结块造成设备堵塞无法正常运行；(3)一些污泥干化工艺在运行过程中需要严格控制含氧量，否则极易发生爆炸，形成安全事故；(4)现有的污泥干化设备单台处理量较小，无法实现大规模处理。

发明内容

本发明的目的是提供一种污泥干化机及干化方法，通过间接加热，干化过程中污泥相对布料盘保持静止，解决了污泥对装置的严重磨损、堵塞问题，且装置无需密封，避免了爆炸的危险，易于实现大规模处理。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种污泥干化机，包括：环形中空腔体，所述腔体的底面作为布料盘，并且被设置为相对于所述腔体的侧壁和顶部进行水平转动，在所述腔体的侧壁上设置有污泥出料口，所述腔体还设有干化烟气出口、污泥进料口，其中，所述干化烟气出口设在所述腔体的顶部且位于所述污泥进料口的附近；

驱动装置，所述驱动装置设置在所述布料盘的下方，用于驱动布料盘转动；

辐射加热装置，所述辐射加热装置设置在所述腔体的内部，固定在所述腔体的侧壁上并且被设置成与所述布料盘平行。

本发明将腔体底面设计成可水平转动式布料盘，将污泥平铺在布料盘上，通过其上方设置的辐射加热装置进行干化处理，由于污泥相对于布料盘保持静止状态，解决了现有污泥干化方法中存在的问题。

本发明所述的污泥干化机中，所述布料盘为环形结构，以轴为中心自转。

本发明所述的污泥干化机中，在所述腔体的侧壁上设置有多个污泥出料口，在各污泥出料口处设置有出料机，所述出料机穿过所述腔体的侧壁并固定在所述侧壁上，所述出料机相对于所述布料盘平行设置，所述出料机的延伸线穿过所述腔体的中心轴。

本发明所述的污泥干化机中，所述出料机与所述布料盘的距离依次减小，其中与所述布料盘的距离最大的出料机位于所述污泥进料口的远端，并且所述最大的距离为150mm。

本发明所述的污泥干化机中，所述加热装置与布料盘距离不大于200mm。

本发明所述的污泥干化机中，所述辐射加热装置平行设置于布料盘上方，且固定于腔体侧壁；所述辐射加热装置中的热源来自于燃料燃烧或高温烟气；其中，当以燃料燃烧提供热源时，所述辐射加热装置为燃气辐射管燃烧器，通过燃烧燃料以热辐射的方式提供所需热量；也可以直接向辐射加热装置中通入高温烟气，以辐射热量的方式为污泥干化提供所需热量。

本发明所述的污泥干化机中，所述驱动装置包括依次连接的支撑架，滚轮，环形导轨，支撑柱，以及位于布料盘内部的驱动轮，与驱动轮和布料盘连接的齿轮链条；其中，支撑架、滚轮、支撑柱主要起支撑作用；在运动时，驱动轮驱动齿轮链条转动，齿轮链条带动布料盘、与布料盘连接的支撑架带动滚轮沿环形导轨完成转动。

本发明所述污泥干化机利用加热装置间接加热布料盘上的污泥，在干化过程中，通过布料盘带动污泥转动，污泥相对布料盘保持静止，从而避免污泥对设备的磨损、堵塞及大量粉尘的产生。利用出料机将完成干化的上层污泥及时刮出，下层污泥继续随布料盘旋转干化，保证了污泥干化成品的含水率，防止出现上层污泥已经干化完毕而下层污泥却未完成干化的问题，同时也提高了干化处理量。

本发明还提供利用上述污泥干化机处理污泥的干化方法，包括如下步骤：

(1)将污泥(含水率75-85％)输送至污泥干化机内，均匀布置在污泥干化机的布料盘上；

(2)通过辐射加热装置对布料盘上的污泥进行辐射加热干化；干化过程中，污泥通过布料盘转动来实现运动的；

随着干化的进行，上层污泥完成干化，由出料机刮出，下层污泥继续随布料盘旋转进行干化；

(3)完成干化的污泥(含水率＜45％)出料后送至干污泥储仓作为产品；干化产生的烟气则通过干化烟气出口收集起来，经冷却除臭后达标排放，产生的冷凝液送入污水处理系统。

本发明所述的干化方法中，步骤(1)中，所述布料盘上的污泥厚度不超过150mm。

本发明所述的干化方法中，步骤(2)中，所述辐射加热装置中的热源来自于燃料燃烧或高温烟气。

本发明所述的干化方法中，步骤(2)中，所述干化工艺条件为：温度150℃-300℃，优选150℃-190℃，常压操作。

本发明所述的干化方法中，步骤(2)中，所述布料盘的转速以保证出料机所刮污泥符合干化要求为宜，本发明中优选20-60min/r。

本发明所述的干化方法中，步骤(2)中，所述出料机刮泥的厚度为5-20mm，干化时间为10-50min。

本发明所述的干化方法中，步骤(3)中，所述烟气流向与炉底转动方向相反。

本发明所述的干化方法，无需对装置进行密封，通过布料盘的转动实现污泥的运动并最终在炉内旋转完成干化过程，在干化过程中污泥相对布料盘保持静止状态，由此解决了我国污泥含砂量大污泥与常规干化装置之间因运动所造成的严重磨损问题；相对静止的污泥在干化过程中不会产生大量粉尘，炉内气氛仅为干化产生的含水蒸汽的烟气和部分空气，因而炉内不存在爆炸危险，无需控制炉内含氧量；由于在粘滞区内的污泥也不发生运动，因此也不存在堵塞卡死的问题。

附图说明

图1为本发明所述的污泥干化方法的工艺流程图。

图2为本发明所述的污泥干化机的俯视结构简图。

图3为本发明所述污泥干化机的半剖面结构简图。

图中：

1、环形中空腔体；11、污泥进料口；12、烟气出口；13、污泥中间级出料口；14、污泥最终一级出料口；15、布料盘；

2、辐射加热装置；

3、驱动装置；31、支撑架；32、滚轮；33、环形导轨；34、支撑柱；35、驱动轮；36、齿轮链条。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1一种污泥干化机

一种污泥干化机，如图2、图3所示，包括：环形中空腔体1，所述腔体的底面作为布料盘15，并且被设置为相对于所述腔体的侧壁和顶部进行水平转动，在所述腔体的侧壁上设置有污泥出料口(包括污泥中间级出料口13、污泥最终一级出料口14)，所述腔体还设有干化烟气出口12、污泥进料口11，其中，所述干化烟气出口设在所述腔体的顶部且位于所述污泥进料口的附近；

驱动装置3，所述驱动装置设置在所述布料盘15的下方，用于驱动布料盘转动；

辐射加热装置2，所述辐射加热装置设置在所述腔体1的内部，固定在所述腔体的侧壁上并且被设置成与所述布料盘平行。

其中，所述布料盘为环形结构，以轴为中心自转。

其中，在所述腔体的侧壁上设置有多个污泥出料口，在各污泥出料口处设置有出料机，所述出料机穿过所述腔体的侧壁并固定在所述侧壁上，所述出料机相对于所述布料盘平行设置，所述出料机的延伸线穿过所述腔体的中心轴。

其中，所述出料机与所述布料盘的距离依次减小，其中与所述布料盘的距离最大的出料机位于所述污泥进料口的远端，并且所述最大的距离为150mm。

其中，所述加热装置与布料盘距离不大于200mm。

其中，所述辐射加热装置平行设置于布料盘上方，且固定于腔体侧壁；所述辐射加热装置中的热源来自于燃料燃烧或高温烟气；其中，当以燃料燃烧提供热源时，所述辐射加热装置为燃气辐射管燃烧器，通过燃烧燃料以热辐射的方式提供所需热量；也可以直接向辐射加热装置中通入高温烟气，以辐射热量的方式为污泥干化提供所需热量。所述辐射加热装置与布料盘距离不大于200mm。

其中，所述驱动装置3包括依次连接的支撑架31，滚轮32，环形导轨33，支撑柱34，以及位于布料盘内部的驱动轮35，与驱动轮和布料盘连接的齿轮链条36；其中，支撑架、滚轮、支撑柱主要起支撑作用；在运动时，驱动轮驱动齿轮链条转动，齿轮链条带动布料盘、与布料盘连接的支撑架带动滚轮沿环形导轨完成转动。

本实施例所述污泥干化机利用加热装置间接加热布料盘上的污泥，在干化过程中，通过布料盘带动污泥转动，污泥相对布料盘保持静止，从而避免污泥对设备的磨损、堵塞及大量粉尘的产生。利用出料机将完成干化的上层污泥及时刮出，下层污泥继续随布料盘旋转干化，保证了污泥干化成品的含水率，防止出现上层污泥已经干化完毕而下层污泥却未完成干化的问题，同时也提高了干化处理量。

实施例2一种污泥干化方法

一种利用实施例1所述污泥干化机处理污泥的干化方法，如图1所示，包括如下步骤：

(1)将来自污水处理厂的污泥(含水率80％)送入污泥储仓，通过污泥泵输送至污泥干化机，由位于干化机一侧的进料装置进料；

通过布料机构将污泥均匀布置在干化机的布料盘上，污泥总厚度为60mm；辐射加热装置与污泥的最高点间距为15mm；整个腔体接触不需密封；

(2)通过辐射加热装置对布料盘上的污泥进行辐射加热干化，干化过程中，污泥通过布料盘转动来实现运动的；

其中，干化温度为300℃，干化时间是50min，常压操作；所述辐射加热装置为燃气辐射管燃烧器，所述辐射加热装置中的热源来自于燃料燃烧；

随着干化的进行，上层污泥完成干化，由出料机刮出，下层污泥继续随布料盘旋转进行干化；刮泥厚度为20mm；

(3)干化后的成品污泥(含水率40％)出料送至干污泥储仓作为产品；干化机内气氛为干化产生的含水蒸汽的烟气和部分空气；干化产生的烟气通过干化烟气出口收集，烟气流向与炉底转动方向相反。由于采用间接加热干化产生的烟气量较直接接触式干化小，经过冷却除臭后达标排放，产生的冷凝液送入污水处理系统。

实施例3一种污泥干化方法

一种利用实施例1所述污泥干化机处理污泥的干化方法，包括如下步骤：

(1)将来自污水处理厂的污泥(含水率85％)送入污泥储仓，通过污泥泵输送至污泥干化机，由位于干化机一侧的进料装置进料。

通过布料机构将污泥均匀布置在干化机的布料盘上，污泥总厚度为20mm；辐射加热装置与污泥的最高点距离为25mm；整个腔体接触不需密封；

(2)通过辐射加热装置对布料盘上的污泥进行辐射加热干化，干化过程中，污泥通过布料盘转动来实现运动的；

其中，干化温度为180℃，污泥干化总时间为25min，常压操作；所述辐射加热装置中的热源来自于高温烟气；

随着干化的进行，上层污泥完成干化，由出料机刮出，下层污泥继续随布料盘旋转进行干化；刮泥厚度为10mm；

(3)干化后的成品污泥(含水率35％)出料送至干污泥储仓作为产品；干化产生的烟气通过位于干化机炉顶的干化烟气出口收集，该烟气出口靠近进料口，烟气流向与炉底转动方向相反。由于采用间接加热干化产生的烟气量较直接接触式干化小，经过冷却除臭后达标排放，产生的冷凝液送入污水处理系统。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种污泥干化机，其特征在于，包括：

环形中空腔体，所述腔体的底面作为布料盘，并且被设置为相对于所述腔体的侧壁和顶部进行水平转动，在所述腔体的侧壁上设置有污泥出料口，所述腔体还设有干化烟气出口、污泥进料口，其中，所述干化烟气出口设在所述腔体的顶部且位于所述污泥进料口的附近；

驱动装置，所述驱动装置设置在所述布料盘的下方，用于驱动布料盘转动；

辐射加热装置，所述辐射加热装置设置在所述腔体的内部，固定在所述腔体的侧壁上并且被设置成与所述布料盘平行。

2.根据权利要求1所述的污泥干化机，其特征在于，在所述腔体的侧壁上设置有多个污泥出料口，在各污泥出料口处设置有出料机，所述出料机穿过所述腔体的侧壁并固定在所述侧壁上，所述出料机相对于所述布料盘平行设置，所述出料机的延伸线穿过所述腔体的中心轴。

3.根据权利要求2所述的污泥干化机，其特征在于，所述出料机与所述布料盘的距离依次减小，其中与所述布料盘的距离最大的出料机位于所述污泥进料口的远端，并且所述最大的距离为150mm。

4.根据权利要求1-3任一所述的污泥干化机，其特征在于，所述辐射加热装置与布料盘距离不大于200mm。

5.根据权利要求4所述的污泥干化机，其特征在于，所述驱动装置包括依次连接的支撑架，滚轮，环形导轨，支撑柱，以及位于布料盘内部的驱动轮，与驱动轮和布料盘连接的齿轮链条。

6.一种利用权利要求1-5任一所述污泥干化机处理污泥的干化方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将污泥输送至污泥干化机内，均匀布置在污泥干化机的布料盘上；

(2)通过辐射加热装置对布料盘上的污泥进行辐射加热干化；干化过程中，污泥通过布料盘转动来实现运动的；

随着干化的进行，上层污泥完成干化，由出料机刮出，下层污泥继续随布料盘旋转进行干化；

(3)完成干化的污泥出料后送至干污泥储仓作为产品；干化产生的烟气则通过干化烟气出口收集起来，经冷却除臭后达标排放，产生的冷凝液送入污水处理系统。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述布料盘上的污泥厚度不超过150mm。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述辐射加热装置中的热源来自于燃料燃烧或高温烟气。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述干化工艺条件为：温度150℃-300℃，优选150℃-190℃，常压操作。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述出料机刮泥的厚度为5-20mm。